音圈振膜生产线中EIP协议研究及应用

1、音圈振膜生产线中eip协议研究及应用【摘要】本文采用欧姆龙nj301-1100系列可编程控制器，针对音圈 振膜生产线设备间的通信建立eip通信网络，通过对其进行软件编程、硕 件构建，实现了设备间上下游信号的通信问题。并在sysmac studio编程 软件中对上下游信号进行通信测试，实现了设备间联网及协同作业。现场 实践表明，本文的设计能够满足设备间的通信要求及网络通信的稳定性要 求。【关键词】町控制器；eip网络;上下游信号；设备间通信abstract : this article uses the omron 町301-1100 series programmable controller

2、, set up eip communication network in view of communication between equipment of the voice coil diaphragm production line, we achieved communication problems of downstream signal between devices .and do communication test on downstream signal in sysmac studio programming software , to realize the in

3、ter-networking and collaboration between devices .the actual situation shows, this design can meet the communication requirements of devices and stability requirements of network communication.keyword :nj controller;eip network;downstreamsignal;communication between devices1引言ethernet/tp协议是一种开放的工业网络

4、标准，它是使用了以太网的标准协议tcp/ip的符合世界规格工业用以太网。ethernet/ip网络的应用 层封装了 cip (通用工业协议)，具有与odva的cip网络间无缝通信的特 长1。etp网络应用在工业控制领域有很大的优势，之前的控制系统多釆 用现场总线，不能满足现场控制层到上级管理层z间的无缝信息集成。其 有三大特点：系统兼容性良好，共享资源能力强;大容量数据的高速 传输；更好的信息无缝集成2。选择合适的软硬件开发环境，对 ethernet/ip协议进行分析研究，能够在很大程度上方便地实现数据传输、 交换、共享以及远程访问，其数据处理速度快，动作响应速度快，具有重 要的研究意义。今后

5、，ethernet/ip将对应所有的信息层通信和控制层间 通信、remote 1()通信的部分领域，与controller link fl-net共存。2. 系统硬件构架本文以欧姆龙nj系列的plc系统为研究对象，研究其设备之间plc 的相互通信协议，具体以北京清人天达光电技术有限公司投入的微型麦克 风和扬声器自动化生产线为参考，根据其工作原理，对基于欧姆龙nj系 列可编程控制器的eip协议进行深入研究。硬件构架如下图1所示，主要 包括欧姆龙町301-1100系列可编程控制器、上位机、网线、10单元、耦 合器、以太网交换机，devicenet主站单元等。图1系统硕件构架要确保设备间彼此能够正常

6、通信，需要对每台设备控制器上的eip通 讯模块进行配置，首先给每个eip通讯模块分配一个ip地址，在同一网 段内，所分配的ip地址不能与其他设备重复，设置完成后，用"network configurator"网络配置软件对其进行通信。木实验的一体化设计，能够 实现完美的无缝控制以及机器和工厂之间的无瑕通信。3. ethernet/ip 协议3. 1 ethernet/tp 协议简介ethernet/ip 与 devicenet 和 controlnet 网络一样都是基于 cip 协议 基础之上。它与etn网络介质访问控制方式相同，采用的是csma/cd （冲 突检测的载波侦

7、听多路访问）。ethernet/ip独特之处是在tcp/udp/ip上 附加了 cip,而 cip 能够作为 ethernet/ip、controlnet 和 devicenet 三 者共同享有的应用层。ethernet/ip的报文分为隐式报文和显式报文两 种，隐式报文负责传输一些实时i/o数据、运动控制数据、功能性安全数 据，显式报文则是传输一些配置、诊断等数据3。ethernet/ip有着其他网络所不具有的优势，它能够实现高速大容量 的数据传输，最多可实现256个链接之间184832个字的数据交换;可通过 cip信息实现多厂商通信，高端功能，实现简单;可用在主控室监控、釆集 现场数据，上位

8、组态，多台控制器z间需要大量数据交换的场合等。它不 依存于某个公司的技术，在通用的开发平台上即可开发相应的产品。能够 适应工控领域的发展与需求,具有广泛的市场前景。3. 2 ethernet/ip协议在欧姆龙町系列plc屮的应用欧姆龙公司推出的nj系列可编程控制器是日前在通信领域应用得非 常广泛的一款嵌入式处理器，是网络和数据通信领域的新一代产品，它的 各方面的性能，包括器件的适应性“外部扩展能力和芯片集成度等都得到 了提高。并且高速性与可靠性并重，集运动、逻辑、视觉控制于一体，尤其是内置ethernet/ip与ethercat主站，可实现网络的高速控制，而系 统采用的ethercat网络型伺

9、服，其凭借业界最高等级的性能，可帮助用 户冇效缩短生产节拍时间。本文所研究的自动生产线工位与工位之间均采 用eip协议通信，每个工位plc配备ethercat协议通信功能，通过研究 现场控制层各设备间的通信，建立eip通信模型，达到自动控制产线应用 层协议数据的有效传输与控制的目的，方便地实现数据传输、交换、共享 以及远程访问。4.eip网络通信设置4. 1 eip网络构架设备间组网完成后，需要通过以太网交换机建立eip网络，实现设备 间的上下游通信。每台机器上的控制器都要独立配置eip通信模块，以确 保设备间的正常通信4-5 o每个eip通信模块都要分配独立的ip地址， ip地址不能重复，并

10、且在同一网段内。在network configurator”网络 配置软件对其进行通信设置，创建町系列plc与eip模块之间的标签数 据链接，即将plc中需要与外部通讯的i/o通道注册为tag。因为sysmac studio中地址以标签形式显示，可以直接将全局变量导出到network configurator软件，供其内部调用。最后对eip通信模块配置上下游信号, 导入plc中即可实现设备间的通信。其eip网络构架如图2所示。图2 eip网络构架4. 2软件编程本文采用sysmac studio软件进行编程，来实现设备间上下游信号的 交互。在自动运行过程中，设备只有接收到来自下游信号的许可，才

11、会进行动作。当入口传感器检测到输入信号，就会发给上游发信号，阻止载体 的流入。具体以其中的一个工位(下料机)为例，其控制上下游信号通信 部分程序如图3所示。图3软件程序5. 实验结果与分析以上料机a45为例对实验结果进行分析，它包括振膜投入和清理废品 的工位;两工位通过安装支架安装在同一基础框架上來实现各自功能。载 体流动到a4工位时，通过阻挡系统顶住载体，通过index对载体进行精 确定位，并通过夹爪由tray盘上取振膜，放置在载体上。放置完成后， 当接收到来自下游信号from卫lto的允许时，index下降，阻挡系统下 降，载体流到下一个丁位。当入口检测到输入信号时，就会给上游发信号, 禁

12、止载体的继续流入，这样就可以避免载体的堆积;载体流动到a5工位时, 由阻挡系统(stopper)顶住载体;左右两个吸附体根据上一个工位传达的 信息进行相应的操作，不良甜被吸走，良好的产品保留，当接收到來自下 游的信号froni_a3-60的允许时，阻挡系统(stopper)释放，载体流动 到下一个工位。其监测结果如下图4所示。图4上下游信号监测结果6. 结论基于ethernet/ip的工业以太网通信，支持“所见即所得”的控制编 程，与传统现场总线方案相比能够显著缩短设计、安装和调试的时间及经 费。山于其开放性、传输速率高、应用广泛等优势，被应用在多种场合。 之所以能够广泛普及，止是由于它在全球

13、范围内拥有众多的设备供应商。它可以只用一种配置工具完成不同网络上cip设备的配置，而不需要使用 厂商特定的编程软件。木文通过研究欧姆龙nj系列可编程控制器的etp 协议，在很大程度上方便地实现数据传输、交换、共享以及远程访问，其 数据处理速度快，动作响应速度快，满足了设备间的通信要求。参考文献1 李武杰，郑晟，陈文辉.ethernet/ip i业以太网的研究及应用j 电子设计工程，2011 (19) 9： 26-29.2 徐智穹一种开放的工业以太网ethernet/ipj低压电气，2006 (10)： 39-42.3 brooks , paul. ethernet/ip-industrial protocolj. ieee sympo